Экспериментальное изучение влияния вида разрушающей нагрузки на акустическую эмиссию в связи с задачами исследования процессов разломообразования и сейсмичности в литосфере

• Автор: Трусков, Владимир Афанасьевич
• Шифр специальности: 04.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1995
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 208с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ ПРИ ДЕФОРМАЦИИ И
РАЗРУШЕНИИ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Акустическая ЭМИССИЯ (АЭ)
1.2. Регистрация сигналов A3
1.3. Параметры сигналов АЭ
1.4. Интерпретация параметров сигналов АЭ и результаты их практического изучения
1.4.1. Общее число, суммарный счет, активность, интенсивность АЭ (Ne, N, Ne, N)
' 1.4.2. Амплитуда, уровень, энергия, амплитудное распределение сигналов кЭ
1.4.3. Длительность, форма, спектры сигналов АЭ
Глава 2. АКУСТИЧЕСКАЯ ЭМИССИЯ МОДЕЛЕЙ ЗОН КРУПНЬК ТЕКТОНИЧЕСКИХ РАЗЛОМОВ. ФОРМИРУЮЩИХСЯ В УСЛОВИЯХ ПРОДОЛЬНОГО СДВИГА (МОДЕЛЬ зоны ТРАНСФОРМНОГО РАЗЛОМА) И РАСТЯЖЕНИЯ (МОДЕЛЬ РИФТОВОЙ ЗОНЫ)
2.1. Моделирование зон крупных тектонических разломов
2.2. Изучаемые параметры сигналов АЭ
2.3. Условия и техника проведения экспери-

* ментов
2.4. Способы обработки и представления экспериментальных данных
2.5. Сейсмоакустический режим разломообразо-
вания в условиях продольного сдвига
2.6.‘ Сейсмоакустический режим разломообразо-вания в условиях растяжения
2.7. Основные результаты экспериментов
Глава 3. ВЛИЯНИЕ ВИДА РАЗРУШАЮЩЕЙ НАГРУЗКИ НА ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННУЮ СТРУКТУРУ ЕДИНИЧНОГО СИГНАЛА АЭ
3.1. Разрушение, сопровождаемое единичным
сигналом АЭ
3.2. Механизм излучения сигнала АЭ, формиро-вания его структуры и роль в этом процессе вида разрушающей нагрузки
3.3. Условия и техника проведения экспериментов
3.4. Способы представления экспериментальных данных
3.5. Результаты экспериментов
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

- 4 -ВВЕДЕНИЕ
Актуальность. Изучение динамики тектонических полей напряжений, разломообразования тесно связано с практической задачей прогноза землетрясений. Трудно переоценить, в частности, роль сейсмических явлений в развитии наук о Земле и в жизни людей. Акустическая эмиссия (АЭ) - аналог сейсмичности в моделях геофизической среды в .течении нескольких десятков лет является объектом пристального изучения. Тем не менее способ исследования сейсмичности и динамики разрушения, основанный на явлении АЭ - метод АЭ, и в настоящее время обладает значительным запасом неиспользованных возможностей для выявления причинно-следственных связей между характеристиками разрушения и сейсмичностью. Современное техническое оснащение позволяет реализовать большую часть этих возможностей. В данной связи становится актуальным проведение исследований, прослеживающих с помощью уникальных свойств метода АЭ (в комплексе с др. методами) многофакторные процессы деструкции геофизической среды от характера причины их вызывающей (вида разрушающих механических напряжений) до параметров упругого излучения (АЭ), сопровождающего появление разрывов. Из-за невозможности непосредственного наблюдения ряда геофизических процессов в природной среде важное значение имеют лабораторные эксперименты. Они лежат в основе проведенного исследования.
Цель исследований состоит в экспериментальном изучении влияния вида разрушающих напряжений на параметры акустической эмиссии.
частиц среды, Um = (2W/p)-1/2 (где р - плотность ср'ёды), которая может быть выражена через’ амплитуду А и частоту f колебаний: Um = k-2Xf. В связи с этим, амплитуду сигналов A3 при фиксированной полосе частот тракта регистрации АЭ правомерно считать показателем энергии события A3 в данной полосе частот.
В сейсмологии по амплитуде сейсмических сигналов также проводится оценка энергии землетрясений. Десятичный логарифм энергии землетрясения Е определяется через максимальную амплитуду сейсмоколебаний (выраженную через шкалу магнитуд) следующим образом: lg Е = а + ßM, где М - магнитуда, аир- эмпирические коэффициенты. У-K.Kacaxapa /46/ а = 11,8, ß = 1,5. А.Е. Шейдеггер /125/ приводит диапазон значений для а от 6,1 до
13,5, для ß от 1,2 до 2. Проводя дальнейшие аналогии между A3 и сейсмичностью, приходим к зависимости энергии события A3 от размеров источника излучения. Действительно, чем больше разрыв, тем большая часть объема находящегося в напряженном состоянии вещества высвободит упругую энергию, тем больше ее перейдет в энергию упругих волн. Учитывая свойство реальных тел релаксировать упругую энергию (что сопровождается поглощением и дисперсией акустических колебаний), приходим к зависимости амплитуды сигнала A3 от скорости высвобождения упругой энергии или, по-другому, от скорости роста разрыва. Прослеженные связи амплитуды с энергией события A3, размерами генерирующего A3 разрыва и скоростью его роста будем считать основными. Эти три характеристики, в свою очередь, обуславливаются множеством разнообразных условий, в которых протекает процесс разрывооб-разования. Ориентировочные диапазоны значений амплитуд элект-